AS800高压变频器电力行业应用案例

上海老港再生能源利用中心日焚烧处理城市生活垃圾3000吨，配套先进的烟气处理系统以及发电设备，是亚洲最大的生活垃圾处理设施之一，也是环保要求最高的设施之一。工程于2011年8月开工建设，2014年5月建成并投入试运行。项目投产后，在年处理生活垃圾100万吨的同时，年发电量能达到约2.5亿度，年上网电量约2亿度。垃圾焚烧后的炉渣将进行综合再利用，如填埋场覆盖材料、制砖、铺路基等。

该项目使用新时达AS800系列高压变频器13台，其中一次风机4台、给水泵6台、循环水泵3台。本文以该项目为例，介绍AS800高压变频器在电力行业风机、水泵上的运用特点，并对现场应用的工艺、变频器技术特点及应用效果进行说明。

现场应用工艺介绍

循环水泵工艺

   在循环水泵系统中，循环水泵实现水资源的循环利用，凝汽器出口的热水进入冷却塔，循环水的热量传递给大气温度降低后，再经循环水泵提升有压力后进入凝汽器进行冷却低压缸排汽，由于系统水位基本稳定，故循环水泵的扬程也基本稳定，也就是说循环水泵水量的大小决定了循环水泵的耗电量。

由于机组负荷及外部环境变化，真空在不断变化，因此需要及时调整循环水量，保证机组安全、经济地运行。在冬季正常运行时，1台循环水泵低速运行足已满足机组的冷却需要；然而在温差变化大的季节、以及负荷变化大的情况下，循环水泵虽然高、低双速调节方式，但不能保证机组在经济的方式下运行，致使工厂用电率高，发电成本高，因此有必要对水泵进行变频调节。

利用高压变频器根据实际需要对循环水泵电机进行调速，进而调节水泵冷却水量的大小，即可以降低电动机的功率，又能达到最有利真空控制的目的，从而既保证和改善发电机组运行工况，又可达到节能降耗的效果。

为了降低工厂用电率，减少发电成本，上海老港再生能源利用中心决定对电厂1台循环水泵加装新时达AS800系列高压变频器，以达到经济高效的运行方式。

图1 垃圾发电厂锅炉工艺流程

垃圾发电厂锅炉工艺流程见图1。垃圾发电厂锅炉系统包括一次风机、引风机系统，在实际运行过程中，一次风机系统主要将垃圾储坑里面的可燃烧气体抽到垃圾焚烧炉燃烧产生热量供给锅炉产生蒸汽推动汽轮机发电，同时防止气体外泄（气体含毒），在应用中属于重要设备，必须保证其运行的可靠性。引风机系统是将发电过程中给炉膛形成负压将废气吸走，对整个发电系统的影响也比较重要，引风机的停机可能导致锅炉灭火。

变频器系统配置

根据现场负载的工况需求, 考虑到变频器退出运行后不影响生产，确保系统正常工作，系统需配置工频旁路，当变频器出现故障时，将电机投切到工频下运行。一拖一自动旁路方案适用于要求操作方便，或者变频器变频运行时故障后可以自动切换到工频的一拖一工况。

为了变频器退出运行后不影响生产，确保系统正常工作，系统需配置工频旁路，当变频器出现故障时，将电机投切到工频下运行。图2中的3个接触器安装在旁路柜中,为了确保不向变频器输出端反送电，KM2与KM3实现自然机械互锁。当 KM1、KM2闭合， KM3断开时，电机运行在变频状态；当KM1、KM2断开，KM3闭合时，电机工频运行。

AS800高压变频器技术特点

图3 现场实测输出电压电流波形图

4 应用效果分析

（1）节约能源。变频器控制的风机水泵与传统控制的风机水泵比较，节约能源是最有实际意义的，根据现场原料量需求情况调节风机水泵的转速是经济的运行状态。

（2）运行成本降低。传统风机水泵的运行成本由三项组成：采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占风机水泵运行成本的60%。通过能源成本的降低，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。

（3）延长风机水泵的使用寿命。变频器从0Hz起动风机水泵，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对风机水泵的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使水泵的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效地将起动电流的峰值减少到最低程度。

（4）降低设备噪声。根据风机水泵的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降低了风机水泵运行时的噪声。

（5）节能效益说明。根据现场的运行情况分析，现场加变频的用电量与不加变频的用电量相比，节能率在20%以上，给用户带来巨大的经济效益。